初,张咏在成都,闻准入相,谓其僚属曰:寇公奇材,惜学术不足尔。及准出陕,咏适自成都罢还,准严供帐,大为具待。咏将去,准送之郊,问曰:何以教准?咏徐曰:《霍光传》不可不读也。准莫谕其意,归,取其传读之,至不学无术,笑曰:此张公谓我矣。
精品物理浙江高考选考一轮复习讲义:选修3-1第八章专题
突破带电粒子在复合场中的运动含解析
带电粒子在复合场中运动的实例分析
命题角度1 质谱仪的原理和分析 1.作用
测量带电粒子质量和分离同位素的仪器。 2.原理(如图1所示)
图1
(1)加速电场:qU=mv2; (2)偏转磁场:qvB=,l=2r; 由以上两式可得r=,m=,=。
【例1】 质谱仪又称质谱计,是分离和检测不同同位素的仪器。工作原理如图2所示,电荷量均为+q、质量不同的离子初速度几乎为零地进入电压为U0的加速电场。这些离子经加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中,最后打在底片上。已知放置底片的区域MN=L,且OM=L。某次测量发现MN中左侧区域MQ损坏,检测不到离子,但右侧区域QN仍能正常检测到离子。在适当调节加速电压后,原本打在MQ的离子即可在QN检测到。为使原本打在MN中点P的离子能打在QN区域,则加速电压U的值不可能为( )
图2
A.
B.
C. D.2U0
解析 由题意知,开始离子在电场中加速,有qU0=mv2,在磁场中
欧阳修,字永叔,庐陵人。四岁而孤,母郑,守节自誓,亲诲之学。家贫,至以荻画地学书。幼敏悟过人,读书辄成诵。及冠,嶷然有声。修始在滁州,号醉翁,晚更号六一居士。天资刚劲,见义勇为,虽机阱在前,触发之不顾。放逐流离,至于再三,志气自若也。
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初,张咏在成都,闻准入相,谓其僚属曰:寇公奇材,惜学术不足尔。及准出陕,咏适自成都罢还,准严供帐,大为具待。咏将去,准送之郊,问曰:何以教准?咏徐曰:《霍光传》不可不读也。准莫谕其意,归,取其传读之,至不学无术,笑曰:此张公谓我矣。
做匀速圆周运动,有qvB=m,打在P点的离子r0=L,解得U0=;当加速电压为U时,qU=mv′2,qv′B=;离子打在Q点时,r=L,得U=;离子打在N点时,r=L,得U=;则加速电压U的范围为≤U≤,选项D符合题意。 答案 D
命题角度2 回旋加速器的原理和分析 1.加速条件:T电场=T回旋=; 2.磁场约束偏转:qvB=?v=。
3.带电粒子的最大速度vmax=,rD为D形盒的半径。粒子的最大速度vmax与加速电压U无关。 4.回旋加速器的解题思路
(1)带电粒子在缝隙的电场中加速,交变电流的周期与带电粒子在磁场中做圆周运动的周期相等,每经过电场一次,粒子加速一次。 (2)带电粒子在磁场中偏转、半径不断增大,周期不变,最大动能与D形盒的半径有关。
【例2】 (2018·常州模拟)回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图3所示。设D形盒半径为R。若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f。则下列说法正确的是( )
图3
A.质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR
B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关 C.高频电源只能使用矩形交变电流,不能使用正弦式交变电流
欧阳修,字永叔,庐陵人。四岁而孤,母郑,守节自誓,亲诲之学。家贫,至以荻画地学书。幼敏悟过人,读书辄成诵。及冠,嶷然有声。修始在滁州,号醉翁,晚更号六一居士。天资刚劲,见义勇为,虽机阱在前,触发之不顾。放逐流离,至于再三,志气自若也。2 / 18
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